µ ««Àå π æ µ ÿ ËÕß Ë æ ËÕπ â âπ æõ Õ Õ å Analysis of Drinking Plastic Containers for Recycle as Polyester Fibers ºà µ»æ» π µ π»ÿ π å* « µ å π π æ Õ â â ÿ À ß Phaokiet Lertpalagron, Saranya Tanasopit, and Malinee Chaisupakitsin* Department of Chemistry, Faculty of Science, King Mongkutûs Institute of Technology Ladkrabang Bangkok 10520, Thailand àõ π æ µ ÿ ËÕß Ë πª» à«π À à æõ Õ π æ µ Ëß µ «àõ Àâ ªí À «æ µ» π Èπ «æ µ æõ Õ π æ µ ÿ ËÕß Ë Ë â â µ ß «âõπ â«ëõß DSC, TGA µ «Õ ß â ß ß â«ëõß FTIR ⫪ º µ Õß Ë â âπ æõ Õ Õ å æ «à «æ µ ÿ ËÕß Ë Ë â â«õÿ À Ÿ À Õ À «µë «à Ë âº µ âπ Á πâõ ß â ßÀ ß â πà À Õπ Ë â âπ æõ Õ Õ å ß «ªìπ ª â Ë π º PET æ ËÕ âº µ âπ : Poly (ethylene terephthalate), Recycling, Polyester Abstract Most of drinking plastic containers in Thailand was made from poly(ethylene terephthalate), resulting in problem due to plastic bottle waste. In this study, post-consumer poly(ethylene terephthalate) bottles was thermal characterized by DSC, TGA and structural analyzed by FTIR. Then, the properties of post-consumer bottles were compared with polyester chips. The results showed that melting temperatures of post-consumer PET bottles were slightly lower than polyester chips. However, their major chemical structures were similar to polyester chips. Therefore, they could be used for mixing with polyester chips for fiber production. Keywords : Poly (ethylene terephthalate), Recycling, Polyester * Corresponding author. E-mail: kcmaline@kmitl.ac.th 19
π πõ µ«ÿ à«π À à Ëπ â ªìπ π â À â«πµõπµâ𻵫ë 20 â âπæ «ÿ À à Èπ π Ëπ ÕæÕ Õ å â æ π π â π«ÿ Ë â πõ µ æ æõ Õ å πè Àπ Èπ Ÿª ª ª ÿß Àâ µ µ µâõß â Õ Èß ß º â ª à ÿàß ß ªìπ«ÿ Ë Ÿ π âõ à ß æ àà æõ Õ π æ µ (Poly(ethylene terephthalate), PET) ªìπ«ÿæÕ Õ å π Àπ Ëß Ëπ âõ à ß πõÿµ À ÿ ±å (Paszun Spychaj 1997; Scheirs, 1998) æ ªìπ Õ å æ µ Ë µ À ª â à «Áß ß Ÿß «Àπ ««Èß «π µâ π π ºà π Õß ä å Õπ ÕÕ å ÕÕ π ÕπÈ ( π, 2546 ) ⫵ Ë à «π È ÀâæÕ Õ π æ µ Ÿ π â º µ ªìπ «πè Ë âπ øî å π ÿõ À ß À⪠âæõ Õ π æ µ æ Ë ÈπÕ à ß «Á«µà π ËÕß æõ Õ π æ µ ªìπæ µ Ë àõ â ËÕ Ÿ ÈßÀ ß âß π ß àõ Àâ ªí À ËÕß æõ Õ π æ µ (Ehrig, 1992) π æ µ â À à ªìπ π«ßàπ Ëß Ë à«ªí À æ µ (Awaja, 2005) ß π «æõ Õ π æ µ Ë â ⫪ìπ«ÿµ Èßµâπ π «π º µ âπ ËßπÕ ªìπ â æ Õ à ß ÿâ à â«ß à«æ Ë Ÿ à π ß» Àâ πß π«π È ªìπ «Àå µ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«æ ËÕ Ë π â à«á æ µ æõ Õ π æ µ À à π «π º µ âπ æõ Õ Õ å (Polyester fibers) Ëß ªìπ µâπ ÿπ ª À æ ßß π «Èß ß à«æ Ë Ÿ à Õß ªìπ â ßß π Àâ π π ÿ π Ÿâ ß ÿ à Õß æ µ Õ â««ÿ Õÿª å 1. æõ Õ π æ µ Ë â π «π º µ âπ æõ Õ Õ å 2. «æõ Õ π æ µ ÿπè Ë / πè Õ Ë â â«ë ËÕßÀ â µà ßÊ 3. µÿâõ 4. À µ æ µ 5. ËÕß Õ â æ µ Àâ π Á À «Àå â«ëõß«àå 6. ËÕß Ëß 5 µ Àπàß 7. ª 8. ËÕß ø øõ π ππ ß Õ µõ å ÿàπ Diamond DSC No. 536 N2031502 Õß Perkin 9. ËÕßøŸ ÕÕ å π øõ å Õ πø ª µõ å ÿàπ FT-IR Spectrum GX No. 60237 Õß Perkin 10. ËÕß Õ å «µ ÿàπ Piris 1 TGA No. 537N2051001 Õß Perkin «Õß 1. µ «æõ Õ π æ µ Ë â â«á «æõ Õ π æ µ Ë â â«ë ËÕßÀ â µà ßÊ Ω ÕÕ â ß «Õ µ Õ «âπ «ÕÕ π à«πµ ß ß Õß «ª â π «Àå µàõ ª 2. Õ À µ ß «âõπ Õß Á æ µ æõ Õ π æ µ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«π «æ µ µ «Õ à ß µ ªìπ Èπ Á ÊπÈ Àπ ª 10 ÿ ß π π Ë â«õ Ÿ π (aluminium pan) ªî Ω π â«ëõßõ π ª«ß «â π ËÕß ø øõ π ππ ß Õ µõ å (DSC) Õÿ À Ÿ Ë â Õ Õ Ÿà À«à ß 50-300 Õß» Õ µ æ Ë ÕßÕÿ À Ÿ Ë 10 Õß» µàõπ Õ å Ë â ËÕß ø øõ π ππ ß Õ µõ å ß ßÕÿ À Ÿ Õß À Õ À «(T m ) æ ßß π π À Õ º (SH m ) π À Õÿ À Ÿ µ «Õß «æ µ π «µ «Õ à ß µ ªìπ Èπ Á ÊπÈ Àπ ª 10 â«à ß π π (pan) À µ ««π ËÕß Õ å «µ ËßπÈ Àπ Õß µ «Õ à ß æ ËÕÀ πè Àπ Ë πàπõπ Õÿ À Ÿ Ë â Õ Õ Ÿà À«à ß 50-700 Õß» Õ µ æ Ë ÕßÕÿ À Ÿ Ë 10 Õß» µàõπ Õ å Ë â ËÕß Õ å «µ ß ß Õÿ À Ÿ Ë Ë µ «(T onset ) ª Ë ß À Õ È 3 µ «Õ à ß â«à à Ë 20 ºà µ»æ /« µ å Ÿ æ. 11 (2549) 1: 19-25
3. Õ À ß â ß ß Õß æõ Õ π æ µ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«â«ftir π æõ Õ π æ µ Ë âº µ âπ Õ ËÕÿ À Ÿ 140 Õß» ªìπ «24 Ë«ß â«ëõß Õ π ºß Ë â «æ å â«õ Àâ ªìπ ºàπ π µ «â πàπâ µà ß å π ËÕß FTIR «À à À Ÿàøíß å π Õßæ µ µ «Õ à ß â ËÕßøŸ ÕÕ å π øõ å Õ πø ª µõ å Ë Ëπ à«ß 4000-400. -1 π«π π à 4 Èß π Èππ «æõ Õ π æ µ Ë â ⫵ Àâ ªìπ ºàπ Ë À Ë π 0.9 x 0.9. 2 π µ «â πàπâ µà ß å π ËÕß FTIR «àπ ««º Õß «Àå 1. µ ß «âõπ 1.1 º Õ â ËÕß ø øõ π ππ ß Õ µõ å π À µ ß «âõπ àπ Õÿ À Ÿ Õß À Õ À «(T m ) æ ßß π π À Õ º (SH m ) â«ëõß ø øõ π ππ ß Õ µõ åæ «à «æõ Õ π æ µ Ë â â«ë ËÕßÀ â µà ßÊ Õÿ À Ÿ Õß À Õ À «à æ ßß π π À Õ º â ß π Õ T m Õ Ÿà π à«ß 237-240 Ì C SH m Õ Ÿà π à«ß 28-33 Ÿ / ß ß πµ ß Ë 1 µà ËÕ æ æõ Õ π æ µ À º µ âπ ß ß π Ÿª Ë 1 â«æ «à PET Ë âº µ âπ Õÿ À Ÿ Õß À Õ À «Õ Ÿà Ë 245 Õß» à æ ßß π π À Õ º Õ Ÿà Ë 33.72 Ÿ µàõ ß«à º «PET ª πâõ «à Õ à ß Áµ Õßæ ß À Õπ æ ß µàµ Àπàß Õßæ ª «ªìπº ª Ë π ª ß ª µ ß Ë 1 à Õÿ À Ÿ Õß À Õ À «à æ ßß π π À Õ º ÕßæÕ Õ π æ µ Ë âº µ âπ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«180 µ «Õ à ß æõ Õ π æ µ Õÿ À Ÿ Õß À Õ À «(Õß» ) 245.01 236.04 237.55 238.55 237.17 240.13 238.56 238.55 238.35 æ ßß π π À Õ ºπ ( Ÿ µàõ ) 33.72 27.71 29.01 29.21 30.07 30.78 31.13 31.20 33.02 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 Time (min) T m SH Ÿª Ë 1 Õ å ÕßæÕ Õ π æ µ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«ë ËÕßÀ â µà ßÊ 21
1.2 º Õ â ËÕß Õ å «µ π À µ ß «âõπ àπ Õÿ À Ÿ Ë µ «(T onset ) ª ß À Õ â«ëõß Õ å «µ æ «à π ÕßæÕ Õ π æ µ Ë âº µ âπ µ «À Ë µ «Ë Õÿ À Ÿ ª 368 Õß» µ «À Ë Õÿ À Ÿ ª 402 Õß» ß ß πµ ß Ë 2 Ÿª Ë 2 π Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«æ «à Õÿ À Ÿ Ë Ë µ «â ß π â ß æõ Õ π æ µ Ë âº µ âπ «âπ «Ë ËÕßÀ â ä πõ π È ßæ «à æ µ «ÿ ËÕßÀ â µ «ª 80-85% à«π Ë à µ «πª Ë â ß π Õ 13-16% Ëß À à π È πà ªìπ µ µàß π «π Èπ Ÿª «æõ Õ π æ µ µ µàß µ «â «à π Ÿª Ë 3 ß øõπÿæ π å Õß µ «(DTG) æ «à Õÿ À Ÿ µ «Õß «Ë â â«à«π â ß Õß Ë âº µ âπ «âπ «ä Ëß Õÿ À Ÿ µ «Ÿß «à ß«à π «π Èπ Ÿª «Õ µ à«æ Ë «π πµàõ «âõπ 110 100 90 80 T onset Weight % (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 ª ß À Õ -10 50 100 150 200 250 300 350 400 Temperature ( o C) 450 500 550 600 650 700 Ÿª Ë 2 Õ å ÕßæÕ Õ π æ µ Ë âº µ âπ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«22 ºà µ»æ /« µ å Ÿ æ. 11 (2549) 1: 19-25
µ ß Ë 2 à Õÿ À Ÿ Ë Ë µ «Õß µ «Õ à ß ª Ë â ª ß À Õ ÕßæÕ Õ π æ µ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â ⫵ «Õ à ß Õÿ À Ÿ Ë Ë µ «(Õß» ) ª Ë â ( ªÕ å Áπµå) ª ß À Õ ( ªÕ å Áπµå) æõ Õ π æ µ 368.54 373.67 402.39 99.68 83.25 85.19 0.32 16.75 14.81 365.99 372.22 370.37 366.74 403.85 86.03 85.72 84.92 84.80 83.78 13.97 14.28 15.08 15.20 16.22 407.15 83.98 16.02 ª ß À Õ = 100 - ª Ë â 2. ß â ß ß 2.1 º Õ â ËÕßøŸ ÕÕ å πøõ å Õ πø ª µõ å µ «Õ À Ÿàøíß å π â«ëõßøÿ ÕÕ å π øõ å Õ πø ª µõ å «ªÕ å πµå àõߺà π (%T) æ «à ß â ß ß Õß æõ Õ π æ µ Ë âº µ âπ ª Õ â«à Ÿàøíß å π sat. C-H stretching Ë Ëπ 2960. -1 overtone Õß À Ÿà π π Ë Ëπ à«ß 2800-1800. -1 À Ÿà å Õπ Õ Õ å (C=O) Ë Ëπ1719. -1 C-H bending (para) ( ) Ë Ëπ 872. -1 ß ß π Ÿª Ë 4 À «æõ Õ π æ µ Ë â â«π µ ªìπ Èπ Õ «µ ««π ËÕß ªìπ à«π Ë ß Ë ÿ â«π ª«Àåæ «à «æõ Õ π æ µ Ë â â«ë ËÕß À â µà ßÊ ß â ß ß À Õπ πà â æõ Õ π æ µ Ë âº µ âπ ß ß π Ÿª Ë 4 µà Ë Ëπ à«ß 1800-700. -1 Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«à ÀÁπæ â π Õ π ËÕß ºàπøî å Ë â«µ ÕÕ «µ ß ß àõπ â ß «Àπ Àµÿº Ë àπ Èπ à«π «µ øî å ß æ PET ÿ À Õ À «Ÿßª 250 Õß» π Õ Àâ ªìπ ºàπ ß ßµâÕß Àâ «âõπ Ÿß â«ëß Àâ ËÕ æ Õ Ëπ ˪ ØÀ Ÿàøíß å π Èπ À⺠µ ««Àå à π 23
C-H stretching C=O 4000.0 3000 2000 1500 1000 500 400 Ÿª Ë 3 DTG ÕßæÕ Õ π æ µ Ë âº µ âπ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«ÿ ËÕßÀ â Ÿª Ë 4 FTIR ª µ ß ß â ß ß Õß æõ Õ π æ µ Ë âº µ âπ Õß «æõ Õ π æ µ Ë â â«24 ºà µ»æ /« µ å Ÿ æ. 11 (2549) 1: 19-25
3. «ÿâ à ß»» µ å «æõ Õ π æ µ π â À à â À º µ âπ æõ Õ Õ å Ë ª º µ 200,000 µàõ Õππ Èπ µâõß ÈÕ æõ Õ π æ µ 28 µàõ ( ßß πºÿ⺠µ Á PET) ªìπ«µ ÿ π «π º µ µà â π «æõ Õ π æ µ Ë â ⫪ìπ «µ ÿ ß à«π π º µ âπ π«µâπ ÿπ â ßπ È à â à π µ «æõ Õ π æ µ â π ÈÕ Õß à 17 ( Àµÿ Ë Ÿß æ Ëß ÈÕ ª» æ ËÕπ â π âõ Ÿ π È Õ â â π ÈÕ Õß à ) à Ω ÕÕ 1 à Àâ ªìπ Á 1 à À ÕßΩ 2 à â ß «Õ âºß â ß ø 1 «â«à «æõ Õ π æ µ â â«ëπ ªìπ «µ ÿ π «π º µ âπ ß ªìπ 22 µàõ ßπ Èπ π π ÿ ËÕß Ë Ë «æõ Õ π æ µ ªìπ«µ ÿ ૵âπ ÿπ π «π º µ âπ æõ Õ Õ å â Õ Õâ ßÕ ß π»ÿ π å 2546. æõ Õ å ß µ µ å µ å π π æ Õ â â ÿ À ß ÿß æœ Awaja, F. and Pavel, D. 2005. Review recycling of PET. European Polymer Journal 41: 1453-1477 Ehrig, R. J. 1992. Poly(ethylene terephthalate) in Plastic Recycling Products and Processes. Hanser p. 45-77 Paszun, D. and Spychaj, T. 1997. Chemical Recycling of Poly(ethylene terephthalate) Ind. Eng. Chem. Res. 36: 1373-1383. Scheirs, R. J. 1998. Plastic Recycling. John Wiley and Sons. New York p. 101-105. ÿªº Õß º «Àå â«ëõß Õµà ßÊ Àâ ß «ªìπ ª â Ë π π ÿ ËÕß Ë πª» Ë «æõ Õ π æ µ ⺠µ âπ æõ Õ Õ å π ËÕß Õÿ À Ÿ À Õ À «Õÿ À Ÿ µ «â ß π ß â ß ß À Õπ π µàµâõß π ß ß π Õß «Ëπ â æ «æ µ PET ß π æ Ë æ ß «âõπ ÀâÕÿ À Ÿ ŸßÕ Àâ À Õ À «Õ ªìπ âπ â À âπ Ë â «æ µ µ µà ßÊ â ßÀ ÕµË «à âπ Ë â Á æõ Õ π æ µ À à æ µ Õß æ µ ÿ π âõ ßÀ â «âõπà Èß âπ «π π â æ À Õ â π Èπ ππÿàπ à πà ÕπÀ Õ ËπÕπ π«à «ÿâ à ß»» µ å æ «à À â «æõ Õ π æ µ à«â ªìπ«µ ÿ ß à«π π «π º µ âπ ૵âπ ÿπ π º µ ß à«ªí À Ëß «âõ Õ π π ËÕß æ µ PET âπ Õß âõ â«25